“天地圖·江蘇”電子地圖數(shù)據(jù)建設(shè)

王 璇，王會娜，王 瑋，戴亮亮

(江蘇省基礎(chǔ)地理信息中心，江蘇南京210013)

一、引 言

電子地圖數(shù)據(jù)是“天地圖·江蘇”地理信息共享和服務(wù)的基礎(chǔ)，平臺的應(yīng)用范圍及效果很大程度上取決于電子地圖的數(shù)據(jù)質(zhì)量和可視效果?！疤斓貓D·江蘇”電子地圖數(shù)據(jù)集建設(shè)的主要目的是綜合利用全省基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)及多源多分辨率影像數(shù)據(jù)，并按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建成一套數(shù)據(jù)內(nèi)容精準(zhǔn)、種類完備、現(xiàn)勢性強(qiáng)、符合國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電子地圖數(shù)據(jù)集，最終滿足地理信息公共服務(wù)共享和應(yīng)用的要求，達(dá)到全面提升江蘇省地理信息資源開發(fā)利用水平的目的。

二、電子地圖數(shù)據(jù)集的組織

“天地圖·江蘇”電子地圖數(shù)據(jù)集主要由以下幾個(gè)部分組成：POI數(shù)據(jù)集、線劃電子地圖數(shù)據(jù)集、DOM數(shù)據(jù)集、瓦片數(shù)據(jù)集及元數(shù)據(jù)集，組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。矢量數(shù)據(jù)及影像數(shù)據(jù)全部采用2000國家大地坐標(biāo)(CGCS2000)，坐標(biāo)單位為經(jīng)緯度;矢量數(shù)據(jù)采用Geodatabase數(shù)據(jù)模型，以File Geodatabase存儲，影像數(shù)據(jù)采用IMG文件格式或GeoTIF文件格式。

圖1 電子地圖數(shù)據(jù)集構(gòu)成

1)POI數(shù)據(jù)集。POI數(shù)據(jù)集面向企業(yè)、社會公眾開放，包含企業(yè)、社會公眾較為關(guān)注的自然、社會及經(jīng)濟(jì)要素的地理實(shí)體信息。［1］每個(gè)POI主要包含有名稱、類別、地理坐標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)化地址名稱等信息。

2)線劃電子地圖數(shù)據(jù)集。線劃電子地圖數(shù)據(jù)集的內(nèi)容主要參考《基礎(chǔ)地理信息公開表示的內(nèi)容規(guī)定(試行)》從現(xiàn)有矢量數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)內(nèi)容中提取、綜合，基本比例尺為1∶10 000，包括測量控制點(diǎn)、坐標(biāo)網(wǎng)、境界、省級政區(qū)、地市級政區(qū)、縣級政區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級政區(qū)、其他區(qū)域、道路、鐵路、交通附屬設(shè)施、水系、水系附屬設(shè)施、居民地、植被、地貌與土質(zhì)、管線共11大類。

3)DOM數(shù)據(jù)集。分為2.5 m航天影像數(shù)據(jù)集和1～0.5 m航空影像數(shù)據(jù)集兩大類。

4)瓦片數(shù)據(jù)集。瓦片數(shù)據(jù)集采用金字塔數(shù)據(jù)組織方式，根據(jù)不同的分辨率、視點(diǎn)、范圍等要求讀取需要的瓦片數(shù)據(jù)，以提高數(shù)據(jù)訪問和可視化效率。為便于數(shù)據(jù)更新，瓦片數(shù)據(jù)集一共劃分為線劃電子地圖底圖瓦片數(shù)據(jù)集、線劃電子地圖標(biāo)注瓦片數(shù)據(jù)集、影像電子地圖底圖瓦片數(shù)據(jù)集和影像電子地圖標(biāo)注瓦片數(shù)據(jù)集，并以文件形式存儲。

5)元數(shù)據(jù)集。采用要素級元數(shù)據(jù)，主要包括數(shù)據(jù)標(biāo)識信息、數(shù)據(jù)質(zhì)量信息、數(shù)據(jù)維護(hù)信息等。用XML文件存儲，以方便進(jìn)行元數(shù)據(jù)信息發(fā)布。

依據(jù)《地理信息公共服務(wù)平臺電子地圖數(shù)據(jù)規(guī)范》，此次省級節(jié)點(diǎn)電子地圖數(shù)據(jù)為15～17級，基本比例尺如表1所示［2］。

表1 基本比例尺分級表

三、電子地圖數(shù)據(jù)集的建設(shè)

1.POI數(shù)據(jù)集建設(shè)

POI數(shù)據(jù)源為江蘇省“十一五”基礎(chǔ)測繪1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)及收集到第三方江蘇省區(qū)域內(nèi)的POI數(shù)據(jù)。經(jīng)數(shù)據(jù)分析得知，第三方POI數(shù)據(jù)城市地區(qū)部分?jǐn)?shù)據(jù)現(xiàn)勢性并未達(dá)到2011年春季，且農(nóng)村地區(qū)的數(shù)據(jù)信息量極少，現(xiàn)勢性較差;江蘇省“十一五”基礎(chǔ)測繪1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)與第三方POI數(shù)據(jù)之間存在較多的重復(fù)數(shù)據(jù);兩套數(shù)據(jù)的字段屬性都不符合POI數(shù)據(jù)屬性字段標(biāo)準(zhǔn);兩套數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)都不符合標(biāo)準(zhǔn)。針對以下數(shù)據(jù)問題，需要對POI數(shù)據(jù)進(jìn)行處理整合、重分類。整合處理流程如圖2所示。

圖2 POI數(shù)據(jù)集建設(shè)流程

2.線劃電子地圖數(shù)據(jù)集建設(shè)

線劃電子地圖數(shù)據(jù)來源于江蘇省“十一五”基礎(chǔ)測繪1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)，同時(shí)以交通廳、水利廳、民政廳、住建廳等各廳局的最新行業(yè)數(shù)據(jù)，相關(guān)政策文件和已出版的圖冊圖集等為參考與更新數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理內(nèi)容如下。

(1)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

①要素整理

對收集到的不同數(shù)據(jù)源，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理。主要整理內(nèi)容包括補(bǔ)充基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，如添加名稱、編碼等屬性項(xiàng);完善原始數(shù)據(jù)，如消除不同數(shù)據(jù)源因表示方式不同而造成的不連續(xù)等現(xiàn)象，使之表示完整的地物要素信息;簡化數(shù)據(jù)名稱或編碼表示方式，如增加一些簡稱屬性項(xiàng)，如公路省道203編號簡化為S203，便于符號化標(biāo)注。

②編碼轉(zhuǎn)換

以省級基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼體系《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》(GB/T 13923—2006)為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一對各數(shù)據(jù)源的編碼方式。在編碼轉(zhuǎn)換時(shí)，盡量保持原始數(shù)據(jù)的分類精度，對 GB/T 13923—2006中缺少的分類代碼，按照該標(biāo)準(zhǔn)的編碼規(guī)則在現(xiàn)有的編碼基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充，并制作編碼轉(zhuǎn)換對照表，確保擴(kuò)充的編碼沒有與現(xiàn)有的編碼產(chǎn)生重疊、矛盾。

③分層與屬性結(jié)構(gòu)整理

以國家《1∶400萬—1∶5萬數(shù)據(jù)整合技術(shù)要求》的分層與屬性結(jié)構(gòu)為參考，結(jié)合數(shù)據(jù)實(shí)際情況，對省級數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分層與屬性結(jié)構(gòu)調(diào)整。按照地理要素的分類特點(diǎn)，明確要素的歸屬類別，調(diào)整要素所屬圖層。

(2)現(xiàn)勢性更新

由于全省“十一五”基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)各測區(qū)采集時(shí)間有一定的差距，因此對現(xiàn)勢性較差及局部變化更新較大的地區(qū)需要進(jìn)行單獨(dú)的更新處理。數(shù)據(jù)更新時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎修改，統(tǒng)一更新，同時(shí)對初始數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。更新完成后，進(jìn)行適當(dāng)標(biāo)記，以方便將來進(jìn)行更新比對。

(3)數(shù)據(jù)預(yù)處理

對更新后的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理及檢查，對可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行改正。根據(jù)相關(guān)參考資料修改錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，同時(shí)做好初始數(shù)據(jù)備份與修改標(biāo)記。

數(shù)據(jù)預(yù)處理工作主要包括：①要素綜合與選取;②拓?fù)涮幚恚ＷC線劃電子地圖數(shù)據(jù)集中要素內(nèi)部與要素之間拓?fù)潢P(guān)系的正確性;③采用圖形輸出檢查、計(jì)算機(jī)輔助檢查、計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢查等多種檢查方式對要素?cái)?shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)完整性、邏輯一致性、數(shù)據(jù)集之間的協(xié)調(diào)一致性、位置精度、屬性精度等方面進(jìn)行檢查，保證數(shù)據(jù)的完整性、正確性及合理性。

(4)涉密信息處理

按照《基礎(chǔ)地理信息公開表示內(nèi)容的規(guī)定(試行)》、《公開地圖表示若干規(guī)定》、《公開地圖內(nèi)容表示補(bǔ)充規(guī)定(試行)》(國測圖字(2009)2號)對整合處理之后的線劃電子地圖數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行處理，刪除涉密信息內(nèi)容。

(5)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及變形

經(jīng)整合處理之后的線劃電子地圖，數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)需統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為2000國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)。由于需要進(jìn)行外網(wǎng)發(fā)布，需要經(jīng)過脫密變形處理，降低平面位置精度。數(shù)據(jù)處理流程如圖3所示。

3.DOM數(shù)據(jù)集建設(shè)

影像數(shù)據(jù)源主要江蘇省“十一五”DOM基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)，包括0.5 m分辨率航空影像數(shù)據(jù)和2.5 m航天影像數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理內(nèi)容主要包括影像重采樣、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、糾正、融合、調(diào)色、接邊處理等常規(guī)影像處理流程。除此之外，針對公共網(wǎng)數(shù)據(jù)，還需要降低其平面精度，進(jìn)行涉密信息處理。處理流程如圖所示。

圖3 線劃電子地圖數(shù)據(jù)集建設(shè)流程

圖4 DOM數(shù)據(jù)集建設(shè)流程

完成處理后的影像數(shù)據(jù)的糾正精度應(yīng)不小于該分辨率所對應(yīng)比例尺的矢量數(shù)據(jù)精度，并能與相關(guān)矢量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)較好的套合;接邊處應(yīng)無明顯的錯(cuò)位、接邊痕跡;整體色調(diào)均勻，無明顯區(qū)域色彩不一致、重影、導(dǎo)向不一致、扭曲、拉絲等現(xiàn)象。

4.瓦片數(shù)據(jù)集建設(shè)

在生成瓦片數(shù)據(jù)前，為保持線劃電子地圖標(biāo)注表達(dá)內(nèi)容的完整性和一致性，首先依據(jù)《“天地圖·江蘇”數(shù)據(jù)處理規(guī)程》、《“天地圖·江蘇”電子地圖數(shù)據(jù)規(guī)范》確定電子地圖分級顯示內(nèi)容及符號表達(dá)方式;然后進(jìn)行地圖符號化，制作完成線劃電子地圖底圖、線劃電子地圖標(biāo)注、影像電子地圖底圖、影像電子地圖標(biāo)注4個(gè)配圖文件。

其中，線劃電子地圖底圖要素內(nèi)容主要包括：境界、交通及附屬設(shè)施、水系及附屬設(shè)施、鐵路、居民地及附屬設(shè)施、植被及省政區(qū);線劃電子地圖標(biāo)注及影像電子地圖標(biāo)注要素內(nèi)容主要包括：興趣點(diǎn)、鐵路、公路、交通附屬設(shè)施、水系;影像電子地圖底圖主要包括：覆蓋全省范圍的2.5 m航天影像及覆蓋10個(gè)城市范圍的0.5 m航空影像。

在完成配圖模板文件制作后，先實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配圖及地圖符號化，再完成檢查及編輯處理工作;然后再將MXD制圖文檔發(fā)布為ArcGIS服務(wù)進(jìn)行地圖切片生成瓦片數(shù)據(jù)集。主要工作流程如下。

1)準(zhǔn)備工作。包括安裝所需的字體庫、符號庫及配圖插件等，并檢查數(shù)據(jù)源與配圖模板的版本正確性，確保下一步自動(dòng)配圖順利完成。

2)自動(dòng)配圖。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入至配圖MXD模板，依據(jù)制圖模板存儲規(guī)則自動(dòng)完成要素符號化，形成MXD制圖文檔，檢查比例尺設(shè)置、圖層順序控制。

3)檢查編輯工作。針對形成的MXD制圖文檔，由專人進(jìn)行圖面檢查，確保數(shù)據(jù)源及配圖模板匹配完整，要素符號化準(zhǔn)確，并進(jìn)行道路交叉口處理、symbol level檢查調(diào)整及反鋸齒設(shè)置。檢查編輯工作完畢后，將MXD制圖文檔另存為MSD地圖發(fā)布文檔，以提高切圖效率。

4)電子地圖切片。將MSD地圖發(fā)布文檔發(fā)布為ArcGIS服務(wù)，利用Create Cache工具按照地圖瓦片規(guī)格及瓦片金字塔各層顯示比例生成電子地圖瓦片。瓦片數(shù)據(jù)集建設(shè)流程如圖5所示。

四、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)與質(zhì)量控制

為保證各類數(shù)據(jù)資源的共享與集成服務(wù)，結(jié)合江蘇省數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，制定了相應(yīng)的“天地圖·江蘇”數(shù)據(jù)規(guī)范，對國家相關(guān)數(shù)據(jù)規(guī)范進(jìn)行擴(kuò)充，現(xiàn)行國家或行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范作為規(guī)范性引用文件納入這些制定的規(guī)范中。形成的數(shù)據(jù)規(guī)范及操作規(guī)程包括《“天地圖·江蘇”數(shù)據(jù)處理規(guī)程》、《“天地圖·江蘇”地理實(shí)體與地名地址數(shù)據(jù)規(guī)范》、《“天地圖·江蘇”電子地圖數(shù)據(jù)規(guī)范》、《“天地圖·江蘇”POI分類規(guī)范》。

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制貫穿在整個(gè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程中，包括過程控制和結(jié)果控制。過程控制主要包括數(shù)據(jù)處理前期的質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)處理過程中的質(zhì)量控制;結(jié)果控制為數(shù)據(jù)處理完成后的后處理質(zhì)量控制［3］。

圖5 瓦片數(shù)據(jù)集建設(shè)流程

數(shù)據(jù)質(zhì)量保證措施采用自查、互查和專查的方式完成。

1)自查主要是作業(yè)員對自己的產(chǎn)品進(jìn)行全面的認(rèn)真的檢查，內(nèi)容包括公共地理信息框架數(shù)據(jù)圖形數(shù)據(jù)的內(nèi)容及表示是否齊全、正確。

2)互查由作業(yè)組長檢查或組織組內(nèi)作業(yè)員互查，內(nèi)容包括作業(yè)員提交的所有的成果數(shù)據(jù)。

3)作業(yè)組經(jīng)全面自檢互校后的成果成圖，提交專業(yè)質(zhì)量檢查人員進(jìn)行專檢。檢查主要包含數(shù)據(jù)的完整性、安全問題。

最后，公眾版的電子地圖數(shù)據(jù)須提交相應(yīng)部門進(jìn)行審圖，通過審核后方能上網(wǎng)發(fā)布。

五、結(jié)束語

從2011年9月至2012年3月，已成功完成江蘇省約10.26萬km2電子地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)，成果作為“天地圖·江蘇”的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)已成功應(yīng)用于江蘇省村莊環(huán)境整治、江蘇省衛(wèi)生廳疾控防治等相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)社會效益。

隨著地理信息技術(shù)的發(fā)展，電子地圖數(shù)據(jù)的應(yīng)用日益廣泛，如何有效地進(jìn)行電子地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)和管理，提高數(shù)據(jù)生產(chǎn)質(zhì)量和速度是地理信息應(yīng)用中值得探討的問題。在本次電子地圖數(shù)據(jù)集建設(shè)過程中，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)摸索，形成了一套電子地圖生產(chǎn)方案及標(biāo)準(zhǔn)體系，可操作性強(qiáng)，為建立電子地圖數(shù)據(jù)庫打下基礎(chǔ)。在后期，將著重研究電子地圖動(dòng)態(tài)更新機(jī)制及歷史版本管理，以期更快的推進(jìn)地理信息數(shù)據(jù)的共建共享，滿足各行各業(yè)對地理數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。

［1］甘文峰，王建峰.浙江省數(shù)據(jù)交換平臺電子地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)實(shí)踐［J］.城市勘測，2011(6)：40-42.

［2］CH/Z 9011—2011地理信息公共服務(wù)平臺 電子地圖數(shù)據(jù)規(guī)范［S］.北京：測繪出版社，2011.

［3］國家測繪地理信息局職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.注冊測繪師資格考試輔導(dǎo)教材測繪綜合能力［M］.北京：測繪出版社，2012.